2018年高中物理 第1章 静电场 9 带电粒子在电场中的运动课时作业 新人教版选修3-1.doc

第一章9 带电粒子在电场中的运动 基础夯实 一、选择题(13题为单选题，46题为多选题)1一带电粒子在电场中只受电场力作用时，它不可能出现的运动状态是 (A)A匀速直线运动B匀加速直线运动C匀变速曲线运动D匀速圆周运动解析：因为粒子只受到电场力作用，所以不可能做匀速直线运动。2(2016南京市江浦高中高二上学期段考)如图，P和Q为两平行金属板，板间电压为U，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动关于电子到达Q板时的速率，下列说法正确的是 (C)A两板间距离越大，加速时间越长，获得的速率就越大B两板间距离越小，加速度越大，获得的速率就越大C与两板间距离无关，仅与加速电压U有关D以上说法都不正确解析：粒子运动过程只有电场力做功，根据动能定理：eUmv2，v因为加速电压不变，所以最后的末速度大小不变，故C正确，A、B、D错误。3如图，场强大小为E、方向竖直向下的匀强电场中有一矩形区域abcd，水平边ab长为s，竖直边ad长为h。质量均为m、带电量分别为q和q的两粒子，由a、c两点先后沿ab和cd方向以速率v0进入矩形区(两粒子不同时出现在电场中)。不计重力，若两粒子轨迹恰好相切，则v0等于 (B)ABCD解析：两粒子在电场力作用下做类平抛运动，由于两粒子轨迹相切，根据类平抛运动规律，有v0t，t2，解以上两式得v0，选项B正确。4示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示。如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的 (AC)A极板X应带正电B极板X应带正电C极板Y应带正电D极板Y应带正电解析：由题意可知，在XX方向上向X方向偏转，X带正电，A对B错；在YY方向上向Y方向偏转，Y带正电，C对D错。5如图所示，六面体真空盒置于水平面上，它的ABCD面与EFGH面为金属板，其他面为绝缘材料。ABCD面带正电，EFGH面带负电。从小孔P沿水平方向以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴A、B、C，最后分别落在1、2、3三点，则下列说法正确的是 (BD)A三个液滴在真空盒中都做平抛运动B三个液滴的运动时间一定相同C三个液滴落到底板时的速率相同D液滴C所带电荷量最多解析：三个液滴在水平方向受到电场力作用，水平方向不是匀速直线运动，所以三个液滴在真空盒中不是做平抛运动，选项A错误。由于三个液滴在竖直方向做自由落体运动，三个液滴的运动时间相同，选项B正确。三个液滴落到底板时竖直分速度相等，而水平分速度不相等，所以三个液滴落到底板时的速率不相同，选项C错误。由于液滴C在水平方向位移最大，说明液滴C在水平方向加速度最大，所带电荷量最多，选项D正确。6(2016湖北襄阳市枣阳一中高二上学期检测)如图是一个说明示波管工作的原理图，电子经加速电场(加速电压为U1)加速后垂直进入偏转电场，离开偏转电场时偏转量是h，两平行板间的距离为d，电压为U2，板长为L，每单位电压引起的偏移叫做示波管的灵敏度，为了提高灵敏度，可采用下列哪些方法 (BC)A增大U2B增大LC减小dD增大U1解析：电子在加速电场中加速，根据动能定理可得，eU1mv，所以电子进入偏转电场时速度的大小为，v0，电子进入偏转电场后的偏转位移为，hat2()2，所以示波管的灵敏度，所以要提高示波管的灵敏度可以增大L，减小d或减小U1，所以BC正确，故选BC。二、非选择题7(2017西藏拉萨中学高二上学期月考)如图所示，电荷量为e，质量为m的电子从A点沿与电场垂直的方向进入匀强电场，初速度为v0，当它通过电场中B点时，速度与场强方向成150角，不计电子的重力，求： (1)电子经过B点的速度多大；(2)AB两点间的电势差多大。答案：(1)2v0(2)解析：(1)电子垂直进入匀强电场中，做类平抛运动，B点的速度v2v0，(2)电子从A运动到B由动能定理得：eUABmv2mvA、B两点间的电势差UAB 能力提升 一、选择题(13题为单选题，4、5题为多选题)1为模拟空气净化过程，有人设计了如图所示的含灰尘空气的密闭玻璃圆桶，圆桶的高和直径相等。第一种除尘方式是：在圆桶顶面和底面间加上电压U，沿圆桶的轴线方向形成一个匀强电场，灰尘的运动方向如图甲所示；第二种除尘方式是：在圆桶轴线处放一直导线，在导线与圆桶壁间加上的电压也等于U，形成沿半径方向的辐向电场，灰尘的运动方向如图乙所示。已知空气阻力与灰尘运动的速度大小成正比，即Ffkv(k为一定值)，假设每个灰尘的质量和带电荷量均相同，重力可忽略不计，则在这两种方式中 (C)A灰尘最终一定都做匀速运动B灰尘受到的电场力大小相等C电场对单个灰尘做功的最大值相等D在图乙中，灰尘会做类平抛运动解析：灰尘可能一直做加速运动，故选项A错误；两种不同方式中，空间中的电场强度大小不相等，所以灰尘所受电场力大小不相等，故选项B错误；电场对单个灰尘做功的最大值为qU，故在两种方式中电场对灰尘做功的最大值相同，故选项C正确；在图乙中，灰尘做直线运动，故选项D错误。2(2016黑龙江大庆铁人中学高二上学期检测)如图(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处。若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上。则t0可能属于的时间段是 (B)A0t0Bt0Ct0TDTt0解析：两板间加的是方波电压，刚释放粒子时，粒子向A板运动，说明释放粒子时UAB为负，因此选项A、D错误。若t0时刻释放粒子，则粒子做方向不变的单向直线运动，一直向A板运动；若t0时刻释放粒子，则粒子在电场中固定两点间做往复运动，因此在t0yc，由yat2可知运动时间tatbtc；水平方向xaxbxc，由xv0t可知vavbEkc，故ACD正确。5(2016浙江杭州二中高二上学期期中)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平，A、B、C三点在同一直线上，且AB2BC，如图所示。由此可见 (AD)A电场力为3mgB小球带正电C小球从A到B与从B到C的运动时间相等D小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等解析：两个平抛过程水平方向的位移是二倍的关系，所以时间也是二倍的关系，故C错误；分别列出竖直方向的方程，即hgt2，()2，解得F3mg，故A正确；小球受到的电场力向上，与电场方向相反，所以小球应该带负电，故B错误；速度变化量等于加速度与时间的乘积，即vat，结合以上的分析可得，AB过程vgt，BC过程vgt，故D正确。二、非选择题6(2017山东省菏泽一中高二检测)如图所示，虚线MN左侧有一场强为E1E的匀强电场，在两条平行的虚线MN和PQ之间存在着宽为L、电场强度为E22E的匀强电场，在虚线PQ右侧相距为L处有一与电场E2平行的屏。现将一电子(电荷量为e，质量为m，不计重力)无初速度地放入电场E1中的A点，A点到MN的距离为，最后电子打在右侧的屏上，AO连线与屏垂直，垂足为O，求： (1)电子从释放到打到屏上所用的时间t；(2)电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值tan；(3)电子打在屏上的点P(图中未标出)到点O的距离x.答案：(1)3(2)2(3)3L解析：(1)电子在电场E1中做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，时间为t1，由牛顿第二定律得：a1由xat2得：a1t电子进入电场E2时的速度为：v1a1t1进入电场E2到PQ水平方向做匀速直线运动，时间为：t2出电场后到光屏的时间为：t3电子从释放到打到屏上所用的时间为：tt1t2t3联立求解得：t3；(2)设粒子射出电场E2时平行电场方向的速度为vy，由牛顿第二定律得，电子进入电场E2时的加速度为：a2，vya2t2电子刚射出电场E2时的速度方向与AO连线夹角的正切值为tan联立得：tan2。(3)带电粒子在电场中的运动轨迹如图所示，设电子打到屏上的点P到O点的距离x，根据上图几何关系得，tan联立得：x3L。